Enabling Work-conserving Bandwidth Guarantees for Multi-tenant Datacenters via Dynamic Tenant-Queue Binding
今天的云网络由许多租户共享。带宽保证和工作保护是确保租户应用程序可预测性能和提供商高网络利用率的两个关键属性。尽管付出了巨大的努力，但很少有先前的工作能够真正同时实现这两个属性，甚至其中一些人声称如此。在本文中，我们提出了QShare，一个基于网络的解决方案，同时实现带宽保证和工作保护。QShare利用商用交换机上的加权公平排队来为租户划分网络带宽，并通过均衡的租户放置和动态租户队列绑定来解决队列稀缺的挑战。QShare很容易在现有的交换芯片上实现。我们已经实现了一个QShare原型，并通过测试台实验和模拟进行了评估。我们的研究结果表明，QShare确保了带宽保证，同时即使在不可预测的流量需求下，也能将网络利用率提高到91%以上。
2018-01-07 cs.NI
Optimal Virtualized Inter-Tenant Resource Sharing for Device-to-Device Communications in 5G Networks
设备到设备（D2D）通信被期望在未来的移动网络中实现许多新的服务和应用，并且在过去几年中已经吸引了显著的研究兴趣。值得注意的是，很少关注属于不同运营商的用户的D2D通信问题。在本文中，我们专注于属于不同租户（虚拟网络运营商）的D2D用户的这一方面，假设虚拟化和可编程的未来5G无线网络。在跨租户编排器的假设下，我们证明了通过优化来自不同租户的资源共享，可以在网络性能方面实现显着的收益，即，底层物理网络拓扑的切片。为此，提出了一种和速率优化框架，用于虚拟化资源的最佳共享。通过广泛的网站的数值研究，我们证明了所提出的解决方案的有效性和可实现的收益相比，传统的方法。
2016-06-06 cs.NI
Two-level Closed Loops for RAN Slice Resources Management Serving Flying and Ground-based Cars
飞行和地面汽车需要各种服务，如自动驾驶、远程驾驶、信息娱乐和远程诊断。每种服务都需要特定的服务质量（QoS）和网络功能。因此，网络切片可以是满足各种服务需求的解决方案。一些服务，如信息娱乐，可能有类似的要求，以服务于飞行和地面汽车。因此，有些切片可以服务于这两种汽车。然而，当网络切片资源共享过于激进时，切片不能满足QoS要求，资源不足导致QoS违规，资源过度配置导致资源利用不足。我们提出了两个闭环来管理汽车的RAN切片资源，以应对这些挑战。首先，我们提出了一个拍卖机制分配资源块（RB）的租户提供服务的汽车使用切片。其次，我们设计了一个闭环，该闭环将租户的切片和服务映射到虚拟开放分布式单元（vO-DU），并将RB分配给vO-DU以用于管理目的。第三，我们设计了另一个闭环的切片内RB调度服务的汽车。第四，我们提出了一个奖励函数，将这两个闭环连接起来，以满足汽车在每个切片上随时间变化的需求，同时满足延迟方面的QoS要求。最后，我们设计了分布式深度强化学习方法，以最大化制定的奖励函数。仿真结果表明，该方法能够满足90%以上的vO-DU资源约束和网络切片要求。
2022-08-25 cs.NI
An Online Multi-dimensional Knapsack Approach for Slice Admission Control
本文提出一种基于在线多维背包模型的切片准入控制方法，通过两种预留策略最大化长期收益，模拟显示收益提升达12.9%，资源消耗降低1.7%。
2025-08-08 cs.NI
An agile and distributed mechanism for inter-domain network slicing in next generation mobile networks
网络切片正在成为一种有前途的方法，可以提供广受欢迎的多功能性和灵活性，以应对不断增长的需求。为了实现这种潜在的优势，并满足具有挑战性的要求，各种网络切片按需的方式，我们需要开发一种灵活的和分布式的机制，资源供应到不同的网络切片在异构的多资源多域移动网络环境。我们制定域间资源供应网络切片在这样的环境中作为一个优化问题，最大化网络切片租户之间的社会福利（从而最大限度地提高租户的满意度），同时最小化基础设施服务提供商的运营支出在同一时间。为了解决所设想的问题，我们一方面在网络切片租户之间实现迭代拍卖游戏，另一方面在多个定价子网服务提供商之间实现迭代拍卖游戏。我们表明，所提出的解决方案的方法在分布式隐私保护机制，收敛到所描述的优化问题的最优解的结果。除了提供分析结果来表征所提出的机制的性能，我们还采用数值评估来验证结果，证明所提出的算法的收敛性，并显示所提出的方法（在资源利用率，公平性和运营成本方面）对现有的解决方案的增强性能。
2021-02-21 cs.GT cs.NI
Customized Slicing for 6G: Enforcing Artificial Intelligence on Resource Management
下一代无线网络预计将支持各种垂直行业，并提供无数新兴用例。为了满足多样化业务的严格要求，网络切片技术应运而生，它通过将基础设施网络裁剪成多个逻辑网络来实现面向业务的资源分配。然而，在动态和不确定的环境下，端到端（E2E）切片的跨域多维资源管理仍然存在一些挑战。在保证服务质量的同时权衡资源分配的收入和成本对租户来说很重要。因此，本文提出了一种分层的资源管理框架，利用深度强化学习对不同租户的资源请求进行准入控制，并在每个租户的准入切片内进行资源调整。特别是，我们首先讨论了6G定制资源管理的挑战。其次，阐述了将人工智能应用于多租户切片资源定制的动机和背景。第三，将E2E资源管理问题分解为基于切片级反馈的多维资源分配决策问题和以避免服务质量下降为目标的实时切片自适应问题。仿真结果验证了基于人工智能的定制切片的有效性。最后，几个重大的挑战，需要在实际实施中加以解决的调查。
2021-02-21 cs.IT cs.NI eess.SP
Resource Allocation in Mobile Networks: A Decision Model Of Jockeying in Queues
该研究针对下一代通信网络资源供需差距问题，提出多租户换队行为模型，让租户基于预期等待时间评估自主决策换队以降低排队延迟，并通过数值模拟揭示了行为的参数依赖关系，为多队列去中心化管理提供基础。
2024-05-17 cs.NI
A Utility-Driven Multi-Queue Admission Control Solution for Network Slicing
网络功能虚拟化（NFV）和网络可编程性（SDN）等新兴技术的结合催生了网络切片革命。5G网络由能够向新客户提供租用网络“切片”的多租户基础设施组成（例如，垂直行业）实现了一种新的电信业务模式：切片即服务（Slice-as-aService，SlaaS）。在本文中，我们的目标是i）研究切片接纳控制问题的异构租户请求的多队列系统，ii）推导出其统计行为模型，和iii）提供一个基于效用的接纳控制优化。我们的研究结果分析了所提出的SlaaS系统的能力是近似马尔可夫的，并评估其性能相比，传统的解决方案。
2019-05-03 cs.NI
An Online Fragmentation-Aware GPU Scheduler for Multi-Tenant MIG-based Clouds
本文提出了一种面向多租户MIG云的在线碎片感知GPU调度器，通过引入碎片度量指标和贪心算法，有效减少GPU碎片化，提高工作负载调度效率。
2025-11-24 cs.DC cs.NI
Online Estimation of Resource Overload Risk in 5G Multi-Tenancy Network
作为第五代（5G）无线网络最具特色的特征，网络切片技术在共享的物理基础设施之上管理异构和逻辑隔离的切片中的资源和网络功能，其中每个切片可以独立地定制以满足其专用服务类型的特定要求。它实现了多租户网络的新范例，其中网络切片可以由移动网络运营商（MNO）以公共云计算服务的形式出租给租户，称为切片即服务（Slice-as- Service，SlaaS）。与经典的云计算场景类似，SlaaS受益于向众多租户超额预订其资源，利用资源弹性和多样性，但代价是冒着网络资源过载和违反服务级别协议（SLA）的风险，SLA规定了应向网络切片保证的服务质量（QoS）。因此，准确估计资源过载风险（特别是在复杂的网络动态下）以监控和增强SlaaS业务的可靠性成为MNO的关键挑战。
2021-06-15 cs.NI eess.SP
Towards Secure Slicing: Using Slice Isolation to Mitigate DDoS Attacks on 5G Core Network Slices
在本文中，我们提出了一种解决方案，使用切片隔离来主动缓解5G核心网络切片中的分布式拒绝服务攻击。网络切片是允许5G网络为不同行业（服务）提供专用资源的关键技术之一。但是，分布式拒绝服务攻击可能会严重影响切片的性能和可用性，因为它们可以在多租户虚拟化网络基础设施中共享相同的物理资源。切片隔离是5G网络切片的基本要求。在本文中，我们使用网络隔离来解决5G网络切片中分布式拒绝服务攻击的挑战性问题。我们建议使用一种数学模型，该模型可以提供按需切片隔离，并保证5G核心网络切片的端到端延迟。我们评估所提出的工作与模拟和实验工作的混合。我们的研究结果表明，所提出的隔离可以减轻分布式拒绝服务攻击，以及增加切片的可用性。我们相信这项工作将鼓励进一步研究如何保护5G网络切片。
2019-04-25 cs.NI
Openslice: An opensource OSS for Delivering Network Slice as a Service
随着5G标准的成熟和对该技术能力的认识的提高，垂直行业越来越渴望测试新服务，并将其开发到市场采用所需的成熟度。网络切片，即在公共基础设施上运行的多个虚拟网络，被认为是以灵活和具有成本效益的方式为即将到来的第五代（5G）系统所针对的众多租户（例如垂直行业）提供服务的关键机制。据预测，最受客户欢迎的模型之一将是网络切片即服务（NSaaS）模型。该模型允许网络服务客户订购和配置网络切片，并将其作为服务提供。这项工作提出了Openlice基于服务的，开放的开源软件，提供NSaaS以下新兴标准的SDO。我们坚信，这种开源解决方案使组织更容易实现复杂的场景，特别是在非公共网络领域。
2021-02-05 cs.NI
Slice-Aware Resource Calendaring in Cloud-based Radio Access Networks
在5G/6 G网络中已经引入了网络切片，以解决提供具有不同且有时相互冲突的要求的新服务的挑战。随着SDN和NFV技术被用于5G和6 G无线网络切片的设计，以及对这些技术的集中控制，资源共享等新服务也可以用于无线网络。在带宽分配中，具有低延迟敏感性和高容量的业务被转移到稍后的时隙，使得可以替代地服务具有高延迟敏感性的应用。我们讨论了如何在C-RAN架构中日历无线电资源，这也利用了网络切片。这被称为切片感知无线电资源日历。该问题的模型被开发为一个ILP问题，并提出了两个启发式算法来解决它，由于最优解的复杂性。观察结果表明，当资源在租户之间共享时，接受的请求数量会增加。
2022-03-01 cs.NI
Maximize the Long-term Average Revenue of Network Slice Provider via Admission Control Among Heterogeneous Slices
针对异构网络切片的准入控制问题，本文提出MPSAC两阶段算法，结合启发式切片间决策与拍卖式切片内配额分配，提升长期收入、优先级关系与公平性。
2023-04-20 cs.NI
Towards End-to-End Application Slicing in Multi-access Edge Computing systems: Architecture Discussion and Proof-of-Concept
针对5G与MEC融合中端到端切片资源管理缺失的问题，提出一种覆盖MEC及全部业务域的端到端应用切片架构，并完成MEC域初步实现与性能验证。
2025-02-15 cs.NI
From Network Sharing to Multi-tenancy: The 5G Network Slice Broker
不断增长的流量需求正在推动网络运营商寻找新的具有成本效益的解决方案，以部署未来的5G移动网络。网络共享模式在过去曾被探索并部分部署。如今，先进的移动网络多租户方法正日益获得动力，为进一步降低资本支出和运营支出（CAPEX/OPEX）成本铺平了道路，同时带来了新的商业机会。本文概述了3GPP标准从网络共享原则、机制和架构到未来按需多租户系统的演进。特别是，它在5G系统中引入了5G网络切片代理的概念，使移动虚拟网络运营商，过顶提供商和行业垂直市场参与者能够通过信令手段动态地向基础设施提供商请求和租用资源。最后，它回顾了最新的标准化工作，考虑到实现高级网络切片解决方案的剩余开放问题，同时考虑到基于ETSI NFV的虚拟化网络功能的分配，共享网络功能和灵活服务链的引入。
2016-05-04 cs.NI
The Structure of Service Level Agreement of Slice-based 5G Network
University of Kaiserslautern (RPTU)（凯泽斯劳滕工业大学）；German Research Center for Artificial Intelligence (DFKI)（德国人工智能研究中心）
本文提出了一种端到端的SLA结构，平衡了切片5G网络租户与服务提供商的利益，定义了可靠性、可用性和性能指标以确保通信服务安全高效地送达。
2026-03-13 cs.NI
Chamelio: A Fast Shared Cloud Network Stack for Isolated Tenant-Defined Protocols
Max Planck Institute for Software Systems（马克斯·普朗克软件系统研究所）；University of Washington（华盛顿大学）
Chamelio是一种可编程的共享网络栈，允许租户通过受限制的eBPF高速路径和租户慢速路径实现完整协议，同时接近性能并保持固定共享栈的强隔离性。
2026-04-24 cs.NI cs.OS
Network Slicing Management Technique for Local 5G Micro-Operator Deployments
预计本地5G网络将出现，以满足不同垂直行业的特定需求。这些网络可以由传统的移动网络运营商或新进入的本地运营商部署。由于存在大量具有不同服务需求的垂直行业，在考虑单个本地区域的网络部署成本时，为每个垂直行业部署单独的网络在经济上是不可行的。因此，本地部署的5G网络（也称为微运营商网络）可以为多个垂直行业提供服务，在一个位置有多个租户，已经得到了越来越多的关注。网络切片将使5G微运营商网络能够有效地为多个垂直行业及其具有不同网络需求的租户提供服务。本文讨论了如何使用网络切片管理功能在本地5G微运营商的不同部署中实施、编排和管理网络切片，包括为封闭、开放和混合客户群提供服务。本文提出了一种描述性技术，通过该描述性技术，可以协调使用3GPP定义的不同网络切片管理功能，以针对微运营商的不同部署场景创建、编排和管理网络切片。这基于每个场景可能存在的网络切片实例配置类型。针对封闭的微运营商网络开发了网络切片形成序列，以说明管理功能的任务。研究结果表明，网络切片管理在设计本地5G网络中发挥着关键作用，可以为垂直行业的不同客户群提供服务。
2019-07-09 cs.NI
Continuous Multi-objective Zero-touch Network Slicing via Twin Delayed DDPG and OpenAI Gym
人工智能（AI）驱动的零接触网络切片（NS）是一种新的范例，可以在多租户超5G（B5 G）网络中实现资源管理和编排（MANO）的自动化。在本文中，我们解决的问题，云RAN（C-RAN）联合切片准入控制和资源分配，首先制定它作为一个马尔可夫决策过程（MDP）。然后，我们调用一种称为双延迟深度确定性策略梯度（TD 3）的高级连续深度强化学习（DRL）方法来解决这个问题。在这个意图中，我们引入了一种多目标方法，使中央单元（CU）学习如何自主重新配置计算资源，同时最大限度地减少每个切片的延迟，能耗和虚拟网络功能（VNF）实例化成本。此外，我们使用OpenAI Gym工具包构建了一个完整的5G C-RAN网络切片环境，由于其标准化接口，可以轻松地使用不同的DRL方案进行测试。最后，我们提出了广泛的实验结果，以展示TD 3的增益以及所采用的多目标策略，实现切片准入成功率，延迟，节能和CPU利用率。
2021-01-17 cs.NI
Joint Resource and Admission Management for Slice-enabled Networks
网络切片是通信服务提供商（CSP）寻求部署的5G网络的关键部分。通过利用三种主要的使能技术，即软件定义网络（SDN）、网络功能虚拟化（NFV）和网络切片，可以以高效、可扩展和灵活的方式向终端用户提供通信服务。要采用这些技术，非常重要的是如何分配资源，并根据预定义的标准和可用的资源接纳客户的CSP。在这方面，我们提出了一种新的联合资源和准入管理算法的切片使能网络。在所提出的算法中，我们的目标是最小化的网络成本的CSP受到切片请求从租户对应的虚拟机和虚拟链路的约束。我们的性能评估所提出的方法表明，它在管理CSP的资源的效率。
2019-12-07 cs.NI cs.SY eess.SY
Tail Contagion: Sub-microsecond Time Protection in Shared Software Network Datapaths
Max Planck Institute for Software Systems（马克斯·普朗克软件系统研究所）；UC San Diego（加州大学圣地亚哥分校）；University of Washington（华盛顿大学）
本文提出Virtuoso机制，通过为每个租户分配CPU时间预算，实现跨租户强尾部延迟隔离，同时保持低开销和微秒级延迟。
2026-04-16 cs.NI cs.OS
Contextual Bandit-Based Decomposition of Network Slice Requirements under Cumulative Resource Budget Constraints
Network Service Systems Laboratories, NTT, Inc.（NTT公司网络服务系统实验室）；Faculty of Information Networking for Innovation and Design, Toyo University（东洋大学信息创新设计学院）
针对网络切片请求分解问题，提出上下文约束核赌博机（CCKB）在线方法，通过惩罚瓶颈资源消耗和高斯过程预测，在满足长期资源预算与SLA要求下提升分解性能。
2026-09-10 cs.NI
Network Slice Instantiation for 5G Micro-Operator Deployment Scenario
网络切片的概念被认为是5G发展的关键部分。网络切片是在逻辑上隔离网络功能的方法，以便使每个切片负责特定的网络需求。同样，微型运营商的概念已经出现，用于在本地部署5G以提供垂直特定服务。尽管预计微运营商网络将使用5G进行部署，但大多数关于网络切片的研究都是针对传统（MNO）网络的描述，很少强调不同利益相关者部署的本地5G网络中的切片。为了在微运营商网络中实现切片，了解可能存在的不同部署场景以及如何为这些部署中的每一个实现切片至关重要。本文所描述的微运营商网络包括封闭式、开放式和混合式网络，并针对每种网络建立了不同的部署场景。该论文进一步提出了在考虑不同部署的同时使用微运营商网络中的网络切片子网（NSS）和其他网络功能（NF）来配置网络切片子网（NSS）的方法。结果突出了可以在微运营商网络中建立的可能部署场景，以及如何有效地实现各种本地部署的网络切片。
2019-05-30 cs.NI
MicroOpt: Model-driven Slice Resource Optimization in 5G and Beyond Networks
提出MicroOpt框架，利用可微神经网络模型与梯度下降优化5G网络切片资源分配，并通过拉格朗日分解满足QoS约束，相比现有方法资源分配提升达21.9%。
2024-07-25 cs.NI
Elastic Multi-resource Network Slicing: Can Protection Lead to Improved Performance?
为了满足未来数据密集型移动应用的性能/隐私要求，自动驾驶汽车、移动数据分析和AR/VR等服务提供商预计将利用网络“边缘”的共享存储/计算/连接资源。为了具有成本效益，这种基础设施的关键功能要求是能够在租户/服务提供商之间共享异构资源，以支持空间变化和动态的用户需求。本文提出了一种资源分配标准，即共享约束切片（SCS），用于分配预定义份额的网络资源的切片，它扩展了传统的α公平性标准，通过在切片间和切片内的公平性与整体效率之间取得平衡。我们表明，SCS有几个理想的属性，包括切片级保护，envyfreeness，和负载驱动的弹性。在实践中，移动用户的动态可能会使成本的实现SCS高，所以我们讨论了使用一个更简单的（动态）加权最大-最小作为代理资源分配计划的可行性。对于随机负载和弹性用户需求的设置，我们建立了一个充分条件，为相关的耦合网络系统的稳定性。最后，可能令人惊讶的是，我们通过大量的模拟表明，虽然SCS（和/或代理加权最大-最小分配）提供了片间保护，但与片内权重分配不受份额约束的其他基于加权最大-最小的分配方案相比，它们可以实现改进的作业延迟和/或感知吞吐量，例如，传统的最大-最小或区别处理器共享。
2019-01-22 cs.DC cs.NI
MTS: Bringing Multi-Tenancy to Virtual Networking
针对虚拟交换机租户隔离不足的问题，论文提出并实现 MTS 架构，通过分区、最小权限、完全中介和缩小可信计算基增强多租户网络安全，并以低开销实现更高吞吐量。
2024-03-04 cs.CR cs.NI
Kernel-Level Per-Slice UPF Latency Measurement in Containerised 5G Core Networks
Motilal Nehru National Institute of Technology Allahabad（莫蒂拉尔·尼赫鲁国家技术学院安拉阿巴德分校）；GoI 5G Use-Case Laboratory, MNNIT Allahabad（印度政府5G用例实验室，MNNIT安拉阿巴德）
针对容器化5G核心网中多切片场景下UPF转发时延特性未知的问题，设计并实现命名空间感知的TC-BPF测量框架，通过实验揭示eMBB时延对负载敏感、URLLC时延对负载不敏感以及N4会话修改时延始终低于200微秒等关键发现。
2026-05-27 cs.NI
Deep Reinforcement Learning for Resource Management in Network Slicing
Zhejiang University（浙江大学）；China Mobile Research Institute（中国移动研究院）；Beihang University（北京航空航天大学）；VTT Technical Research Centre of Finland（芬兰VTT技术研究中心）
网络切片是运营商的一项新兴业务，允许他们以不同的价格向不同的租户出售定制的切片。为了提供更好的性能和成本效益的服务，网络切片涉及具有挑战性的技术问题，并迫切期待智能创新，使资源管理与每个切片的用户活动一致。在这方面，深度强化学习（DRL），其重点是如何通过尝试替代行动和加强产生更有益的结果的趋势行动与环境互动，被认为是一个有前途的解决方案。本文在简要回顾DRL的基本概念后，研究了DRL在解决无线资源切片和基于优先级的核心网切片等典型网络切片资源管理问题中的应用，并通过大量仿真验证了DRL相对于其他竞争方案的优势。最后，我们还讨论了可能的挑战，应用DRL在网络切片从一般的角度来看。
2018-11-21 cs.LG cs.NI
NeutRAN: An Open RAN Neutral Host Architecture for Zero-Touch RAN and Spectrum Sharing
NeutRAN基于O-RAN架构，通过优化引擎和虚拟化基础设施实现零接触中立主机RAN与频谱共享，自动接纳运营商，显著提升吞吐量并快速部署。
2023-09-05 cs.NI
Secrecy Preserving in Stochastic Resource Orchestration for Multi-Tenancy Network Slicing
网络切片是一种新兴的技术，可以在一个公共的物理网络基础设施上支持来自移动用户（MU）的各种服务。在本文中，我们考虑无线电接入网络（RAN）仅切片，其中物理RAN是定制的，以适应计算和通信功能。多个服务提供商（SP，即，多个租户）彼此竞争以竞标调度时隙上的有限数量的信道，目的是向它们的订阅MU提供接入RAN切片的机会。一个窃听者偷听数据传输的MU。我们建模的非合作SP之间的相互作用作为一个随机博弈，其中SP的目标是优化自己的预期长期收益性能。为了逼近纳什均衡解，我们首先利用渠道拍卖结果构造了一个抽象的随机博弈。然后，我们线性分解每个SP马尔可夫决策过程，以简化决策，并推导出一个基于深度强化学习的计划，以接近最优的抽象控制策略。基于TensorFlow的实验验证了所提出的方案优于三个基线，并在每个MU每个调度时隙的平均效用方面产生最佳性能。
2019-07-24 cs.GT cs.NI
Competition between service providers with strategic resource allocation: application to network slicing
Universitat Politècnica de València（瓦伦西亚理工大学）
本文提出了一种针对5G运营商的商业模式，通过网络切片机制和战略资源分配，优化网络资源分配并实现纳什均衡。
2026-01-21 cs.GT cs.NI
An Intelligent Native Network Slicing Security Architecture Empowered by Federated Learning
Federal University of Viçosa (UFV)（维索萨联邦大学）；Federal University of Espírito Santo (UFES)（圣埃斯皮里图联邦大学）；Salvador University (UNIFACS)（萨尔瓦多大学）；Federal University of Ceará (UFC)（塞阿拉联邦大学）；University of São Paulo (USP)（圣保罗大学）；University of Minho (UMinho)（米尼奥大学）
针对现有网络切片架构缺乏内在智能安全能力的问题，提出安全原生架构，将基于机器学习的智能微服务作为联邦智能体部署，利用非侵入式遥测检测攻击，取得了优异的准确率，为网络切片安全提供了新方向。
2024-10-04 cs.AI cs.CR cs.ET
